KR20000048017A - 광 반도체장치 - Google Patents

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사토 게니치로
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Abstract

한 방향으로 긴 형상으로 되어 있는 푸시버튼 이라도, 전체적으로 높은 조도(照度)로 조명할 수가 있는 광 반도체장치를 제공한다.
표면에 제1 전극(2A) 및 제2 전극(2B)가 형성된 기판(1)과, 제1 전극(2A) 및 제2 전극(2B)에 전기적으로 도통 접속된 상태로 기판(1)에 실장된 광 반도체칩(3)과, 상하로 관통하는 내부공간(50a)를 가지며, 또한 이 내부공간(50a)내에 광 반도체칩(3)을 수용하는 케이스(5)와, 높은 광 반사율을 가짐과 동시에, 광 반도체칩(3)을 에워싸도록 하여 형성된 리플렉터(반사판)(5b)를 구비한 광 반도체장치(X)에 있어서, 수용공간(50a)의 가로 단면의 형상을, 한 방향으로 긴 형상, 예를들면 타원형상, 긴 원형상, 마른모꼴 형상, 혹은 긴 직사각 형상으로 한다.
바람직하게는, 상기 수용공간(50a)의 세로 단면의 형상을 2차곡선 형상으로 한다.

Description

광 반도체장치 {PHOTO SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은, 리플렉터를 갖는 광 반도체장체에 관한 것이며, 특히, 휴대전화 등의 소형 전자기기에 있어서, 각종 푸시버튼의 백라이트로서 적절하게 채용될 수 있는 광 반도체장치에 관한 것이다.
리플렉터를 갖는 광 반도체장치, 예를들면 발광 다이오드로서는, 종래부터 도 12 및 도 13에 도시한 것이 있다.
이와같은 종류의 발광 다이오드(Y)는 긴 직사각형 형상의 기판(1)을 가지고 있으며, 이 기판(1)은 절연기재(1A)의 상면(10)으로부터 측면(11)을 통해서 하면(12)에 연결되도록 하여, 상호 전기적으로 분리하는 제1 전극(2A) 및 제2 전극(2B)가 형성된 구성으로 되어 있다.
이들 전극(2A, 2B)는, 예를들면 절연기재(1A)의 표면에 금속의 도체층을 형성한 후에, 이것을 에칭 처리하므로서 형성되어 있다.
제1 전극(2A)에 있어서의 상면측의 부분(제1 상면 전극부)(2a)에는 광 반도체칩으로서의 LED칩(3)이 실장되어 있으며, 이 LED칩의 상면(30)과 제2 전극(2B)에 있어서의 상면측의 부분(제2 상면 전극부)(2b)의 사이가 금선 등의 와이어(4)를 통하여 전기적으로 접속되어 있다.
기판(1A)의 상면측 부분에 있어서는, 상하로 관통하는 내부공간(50a)가 형성된 케이스(5)가 설치되어 있으며, 상기 내부공간(50a)내에 LED칩(3)이나 와이어(4)가 수용된 모양으로 되어 있다.
내부공간(50a)는, 원추 내면형상으로 된 케이스(5)의 내벽면(5a)에 의해 규정되어 있으며, 그 내부에는 에폭시수지 등의 광 투과성이 높은 수지가 충전되어 광 투과부(50)이 형성되어 있다.
또, 이 케이스(5)의 내벽면(5a)에는, 스퍼터링이나 증착 등의 수단에 의해서 금속막(5b)가 형성되어 있다.
즉, 금속막(5b)가 리플렉터를 구성하고 있으며, LED칩으로부터 사출된 광의 일부가 금속막(5b)의 표면에 있어서 반사하여, 광 투과부(50)으로부터 사출되도록 되어 있다.
상기한 바와 같은 발광 다이오드(Y)를 포함하는 광 반도체장치는, 휴대전화 등의 소형 전자기기에 있어서, 각종의 푸시버튼의 백라이트로서 범용되고 있다.
그런데, 푸시버튼으로서는, 평면시각으로 그 형상이 긴 직사각형이나 타원형과 같이 한 방향으로 긴 형상의 것이 채용되는 경우가 많다.
한편으로는, 발광 다이오드(Y)(광 반도체장치)에 있어서는, 케이스(5)의 리플렉터(5b) 가로 단면의 형상은 원 형상으로 되어 있으며, 광 투과부(50)으로부터는 원주 형상의 광속(光束)이 사출(射出)되게 된다.
따라서, 하나의 발광 다이오드(Y)(광 반도체장치)에서는, 한 방향으로 긴 형상으로 된 푸시버튼을 전체적으로 높은 조도를 가지고 조명하는 것이 곤란하다.
이와같은 결점을 회피하기 위해서는, 하나의 푸시버튼에 대하여 복수개의 발광 다이오드(Y)(광 반도체장치)를 나란히 설치하여 사용할 필요가 생기며, 이것은 비용면에서 불리하다.
본 발명은, 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 한 방향으로 긴 형상으로 된 푸시버튼이라도, 전체적으로 높은 조도를 갖고 조명할 수가 있는 광 반도체장치를 제공하는 것을 그 과제로 하고 있다.
도 1은, 본 발명의 광 반도체장치의 한 예인, 발광 다이오드를 나타내는 전체 사시도.
도 2는, 상기 도 1의 발광 다이오드의 평면도.
도 3은, 상기 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따른 단면도.
도 4는, 상기 도 2의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따른 단면도.
도 5는, 본 발명의 광 반도체장치의 다른 실시형태를 설명하기 위한 평면도.
도 6은, 본 발명의 광 반도체장치의 그 외 실시형태를 설명하기 위한 평면도.
도 7은, 본 발명의 광 반도체장치의 다른 실시형태를 설명하기 위한 평면도.
도 8은, 본 발명의 광 반도체장치의 다른 실시형태를 설명하기 위한 평면도.
도 9는, 본 발명의 광 반도체장치의 다른 실시형태를 설명하기 위한 평면도.
도 10은, 본 발명의 광 반도체장치의 다른 실시형태를 설명하기 위한 평면도.
도 11은, 본 발명의 광 반도체장치의 다른 실시형태를 설명하기 위한 평면도.
도 12는, 종래의 광 반도체장치의 한 예인, 발광 다이오드를 나타내는 전체 사시도.
도 13은, 상기 도 12의 Ⅷ-Ⅷ 선을 따른 단면도.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
X. 발광 다이오드(광 반도체장치의 한 예임)
1. 기판 2A. 제1전극
2B. 제2전극 3. LED 칩(광 반도체칩으로서의)
3A. LD 칩 5. 케이스
5a. 케이스의 내벽면
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본원 발명에서는, 다음과 같은 기술적 수단을 강구하고 있다.
즉, 본원 발명에 의해서 제공되는 광 반도체장치는, 표면에 제1 전극 및 제2 전극이 형성된 기판과, 상기 제1 전극 및 제2 전극의 각각에 전기적으로 도통한 상태로 상기 기판에 실장된 광 반도체칩과, 상하로 관통하는 내부 공간을 가지며, 또한 이 내부 공간내에 상기 광 반도체칩을 수용하는 케이스와, 높은 광 반사율을 가짐과 동시에, 상기 광 반도체칩을 에워싸도록 하여 형성된 리플렉터를 구비한 광 반도체장치에 있어서,
상기 리플렉터의 가로 단면의 형상이, 한 방향으로 긴 형상, 예를들면 타원형상, 긴 원형상, 마른모꼴 형상, 혹은 긴 직사각형 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 구성에서는, 리플렉터의 가로 단면의 형상이, 한 방향으로 긴 형상을 하고 있기 때문에, 상기 광 반도체장치로부터는, 평면적으로 한 방향으로 넓어진 광을 사출하게 된다.
따라서, 광 반도체장치를, 전자기기에 있어서의 푸시버튼용의 백라이트로서 사용하는 경우에 있어서, 가령 푸시버튼이 한 방향으로 긴 형상을 하고 있어도, 푸시버튼을 전체적으로 높은 조도를 가지고 조명할 수가 있다.
이에 의해, 복수개의 광 반도체장치를 사용하여 푸시버튼의 전체를 조명할 필요가 없게 되므로 비용면에서도 유리하다.
적합한 실시의 형태에 있어서는, 상기 리플렉터의 세로 단면의 형상은, 2차곡선 형상이다.
즉, 상기 구성에서는, 리플렉터의 세로 단면의 형상이 2차 곡선 형상으로 되어 있기 때문에, 리플렉터에서 반사한 광은, 평면적으로 그다지 분산되지 않고 한 방향으로 길게 넓어지게 되고, 또 균일화된 광으로서 사출되도록 된다.
따라서, 광 반도체칩으로부터 발사된 광을 효율좋게 이용하고, 확실하게 푸시버튼 전체를 조명할 수가 있다.
또한, 리플렉터는, 백색수지에 의해서 케이스를 형성하고, 그 내면벽으로서 구성하여도 좋고, 또 케이스의 내면벽에 금속 혹은 백색수지에 의해 광 반사막을 형성하여, 이 광 반사막을 리플렉터로서 구성하여도 좋다.
본 발명의 그 밖의 특징 및 유리한 점은, 첨부 도면을 참조하여 이하에 행하는 상세한 설명으로 보다 확실하게 될 것이다.
(실시예)
이하, 본원의 적합한 실시의 형태를 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1은, 본원 발명에 관한 광 반도체장치의 일예인 발광 다이오드를 나타내는 전체사시도, 도 2는 도 1의 발광 다이오드의 평면도, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도, 도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도이다.
또한, 이들 도면에 있어서는, 종래의 예를 설명하기 위해 참조한 도면에 나타내고 있던 부재 또는 요소 등과 동등한 것에는 동일한 부호를 부여하고 있다.
상기한 발광 다이오드(X)는, 예를들면 휴대전화 등의 소형의 전자기기에 있어서, 푸시버튼용 백라이트 등으로서 사용되는 것이다.
이와같은 종류의 발광 다이오드(X)는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 전체적으로 긴 직사각 형상으로 된 기판(1)을 가지고 있으며, 이 기판(1)은, 절연기재(1A)에 서로 평면적(전기적)으로 분리되어 제1전극(2A) 및 제2전극(2B)가 각각 형성된 구성으로 되어 있다.
또한, 절연기재(1A)는, 절연성 및 내열성에 뛰어난, 예를들면 BT수지 등의 폴리 이미드 수지에 의해, 혹은 세라믹 등에 의해 전체적으로 긴 직사각형 형상으로 형성되어 있다.
제1전극(2A)에는, 광 반도체칩으로서의 LED칩(3)이 실장되고, 이 LED칩(3)과 제2전극(2B)가 와이어(4)를 통해서 접속된 구성으로 되어 있다.
그리고, 기판(1)의 상면측에는, 상하로 관통하는 내부공간(수용공간)(50a)가 형성된 케이스(5)가 접합되어 있으며, 케이스(5)의 수용공간(50a)에는, LED칩 및 와이어(4)가 수용된 모양으로 되어 있다.
수용공간(50a)에는 또한, 광 투과성이 높은 수지가 충전되어 있으며, 이 수지에 의해 광 투과부(50)이 형성되어 있다.
광 투과부(50)용의 수지로서는, 필러(충전제) 등이 혼합되지 않은 에폭시수지 등이 채용된다.
제1전극(2A) 및 제2전극(2B)는, 도 2 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 각각 절연기재(1A)의 상면(10)으로부터 측면(11)을 통하여 하면(12)에 연결되어 있다.
기판(1)의 상면측에 설치된 제1전극(2A)의 부분(제1상면 전극부)(2a)에는, 제2전극(2B)측을 향하여 뻗는 다이본딩 영역(20a)가 형성되어 있으며, 이 다이본딩 영역(20a)에는 LED칩(3)이 은(銀)페이스트 등을 통하여 실장되어 있다.
한편, 기판(1)의 상면측에 설치된 제2전극(2B)의 부분(제2상면 전극부)(2b)에는, 제1전극(2A)측을 향해 뻗는 와이어본딩 영역(20b)가 형성되어 있으며, 이 와이어본딩 영역(20b)와 LED칩(3)의 상면(30)의 사이가 금선 등 와이어(4)를 통하여 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 각 전극(2A, 2B)는, 절연기재(1A)의 표면에 동이나 니켈 등의 금속 도체층을 형성한 후에, 이것을 에칭 처리하는 것에 의해 상호 분리시켜 형성되며, 통상 각 전극(2A, 2B)의 표면에는, 전해도금 등의 수법에 의해 금 도금을 시행하고, 이에 의해 산화하기 어렵고 와이어(4)와의 접속력이 큰 본딩사양의 전극으로 만들어진다.
케이스(5)는, 예를들면 폴리 카보네이트에 산화티탄을 포함시킨 광 반사율이 높은 백색계열의 수지 등으로 형성되어 있으며, 내벽면(5a) 자체가 광 반사율이 뛰어난 면으로 되어 리플렉터를 구성하고 있다.
이 내벽면(리플렉터)(5a)는, 도 2에 나타내고 있는 바와 같이 평면으로 보아(가로 단면) 타원형으로 되어 있으며, 도 3 및 도 4에 나타내고 있는 바와 같이 세로 단면에 있어서, 2차곡선 형상으로 되어 있다.
따라서, 케이스(5)의 수용공간(50a)에 수지를 충전하여 형선된 광 투과부(50)도, 그 세로 단면의 형상이 2차곡선 형상으로 되어 있다.
이와같은 케이스(5) 및 광 투과부(50)은, 다음과 같이 형성된다.
예를들면, 트랜스퍼 몰드법 등의 수지성형에 의해 케이스(5)를 별체로 형성한 후에, 이것을 LED칩(3)이 실장되고 와이어(4)가 본딩된 기판(1)에 설치하며, 다시 케이스(5)의 수용공간(50a)내에 본딩 등의 수법에 의해 수지를 충전하므로서 광 투과부(50)이 형성된다.
또, 기판(1)에 케이스(5)를 올려놓은 상태로 트랜스퍼 몰드법 등에 의해 광 투과부(50)을 형성하여도 좋다.
상기와 같은 구성의 발광다이오드(X)에서는, 케이스(5)내의 내벽면(5a)가 광 반사율이 높은 면(리플렉터)으로 되어 있기 때문에, LED칩(3)으로부터의 광의 일부는 내벽면(5a)에 있어서 반사하여 광 투과부(50)에서 사출된다.
이때, 내벽면(리플렉터)(5a)가, 평면시(가로 단면)에 있어서 타원형으로 되어 있기 때문에, 평면으로 보아 한 방향(타원의 장축방향)으로 넓어진 광이 사출된다.
이 때문에, 본 실시형태의 발광 다이오드(X)가, 한 방향으로 긴 형상을 하고 있는 푸시버튼의 백라이트로서 사용되는 경우라 하여도, 푸시버튼 전체를 높은 조도로서 조명할 수 있으므로, 복수개의 발광 다이오드(X)를 나란히 설치하여 푸시버튼 전체를 조명할 필요가 없다.
또, 내벽면(5a)가, 세로 단면에 있어서 2차곡선 형상으로 되어 있으므로, LED칩(3)으로부터의 광을, 평면적으로 그다지 분산시키지 않고 한 방향으로 길고 또한 균일화 된 광으로서 사출할 수가 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 케이스(5) 자체가 광 반사율이 높은 백색수지로 형성되고, 케이스(5)의 내벽면(5a)가 리플렉터로 되어 있는 바, 리플렉터의 구성으로서는 도 5에 도시한 구성을 채용할 수 있다.
즉, 케이스(5)의 내벽면(5a)에, 광 반사율이 높은 금속 등을 스퍼터링이나 증착에 의해 광 반사막(5b)를 형성하여 이것을 리플렉터로 하여도 좋다.
또, 상술한 실시형태에서는, 케이스(5)의 내벽면(리플렉터)(5a)의 평면시(가로 단면)의 형상은 타원형상으로 되어 있었으나, 한 방향으로 긴 형상을 하고 있으면 동일한 효과를 가질 수가 있기 때문에, 도 6에 나타낸 바와 같은 장원형, 도 7에 나타낸 바와 같은 마른모꼴형, 혹은 도 8에 나타내는 바와 같은 긴 직사각형으로 하여도 좋다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 광 반도체칩으로서 LED칩(3)이 채용되어 발광다이오드(LED)(X)로서 구성된 광 반도체장치에 대하여 설명하였는바, 광 반도칩으로서는 LD(레이저 다이오드)칩을 채용하여도 좋다.
LD칩에서는, 그 상면에 두 개의 전극이 형성되어 있는 것으로서, 상술한 실시형태와는 달리, 도 9∼도 11에 나타낸 바와 같은 상태로 기판(1)에 실장된다.
즉, LD칩(3A)는, 도 9에 나타내고 있는 바와 같이 LD칩(3A)의 각 전극(3a, 3b)가, 도체(4A, 4B)를 통하여 직접적으로 기판(1)의 제1 및 제2전극(2A, 2B)와 접속되며, 혹은 도 10 및 도 11에 나타내고 있는 바와 같이 두 개의 와이어(4a, 4b)를 통하여 LD칩(3A)의 각 전극(3a, 3b)가 기판(1)의 제1 및 제2전극(2A, 2B)와 각각 접속된다.
또한, 도 10에는, LD칩(3A)가 제1전극(2A)의 위에 직접 실장된 예를 나타내고 있으며, 도 11에는, 절연기재(1A)의 표면[기판(1)에 있어서의 제1 및 제2전극(2A, 2B)가 형성되어 있지 않은 부분]에 실장된 예를 나타내고 있다.
이상 설명한 본원의 구성에 있어서는, 리플렉터의 가로 단면의 형상이, 한 방향으로 긴 형상을 하고 있기 때문에, 상기 광 반도체장치로부터는, 평면적으로 한 방향으로 넓어진 광을 사출하게 된다.
따라서, 광 반도체장치를, 전자기기에 있어서의 푸시버튼용의 백라이트로서 사용하는 경우에 있어서, 가령 푸시버튼이 한 방향으로 긴 형상을 하고 있어도, 푸시버튼을 전체적으로 높은 조도를 가지고 조명할 수가 있다.
이에 의해, 복수개의 광 반도체장치를 사용하여 푸시버튼의 전체를 조명할 필요가 없게 되므로 비용면에서도 유리하게 된다.

Claims (5)

  1. 표면에 제1 전극 및 제2 전극이 형성된 기판과,
    상기 제1 전극 및 제2 전극의 각각에 전기적으로 도통한 상태로 상기 기판에 실장된 광 반도체칩과,
    상하로 관통하는 내부공간을 가지며, 또한 이 내부공간내에 상기 광 반도체칩을 수용하는 케이스와,
    높은 광 반사율을 가짐과 동시에, 상기 광 반도체칩을 에워싸도록 하여 형성된 리플렉터를 구비한 광 반도체장치로서,
    상기 리플렉터의 가로 단면의 형상이, 한 방향으로 긴 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 광 반도체장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리플렉터의 가로 단면의 형상은, 타원형상, 긴 원형상, 마른모꼴 형상, 혹은 긴 직사각형 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 광 반도체장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 리플렉터의 세로 단면의 형상은, 2차곡선 형상인 것을 특징으로 하는 광 반도체장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이스는, 백색수지에 의해 형성되어 있음과 동시에 그 내벽면이 상기 리플렉터로서 되어 있는 것을 특징으로 하는 광 반도체장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이스의 내벽면에는, 금속 혹은 백색수지에 의해 광 반사막이 형성되어 있으며, 상기 광 방사막이 상기 리플렉터로 되어 있는 것을 특징으로 하는 광 반도체장치.
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